Konut Dışı B nalarda Mahal Sıcaklıklarının Enerj Tüket m ne
Transkript
Konut Dışı B nalarda Mahal Sıcaklıklarının Enerj Tüket m ne
35 Makale Article TTMD Mart Nisan 2014 Konut Dışı Binalarda Mahal Sıcaklıklarının Enerji Tüketimine Etkileri Effect of DesignTemperature on EnergyConsumption of Non-Residential Buildings Günay Özdemir, Nurdil Eskin Özet Abstract Bu çalışmada İstanbul Asya yakasında bulunan konut dışı bir binanın HVAC enerji tüketimi zamana bağlı olarak Energy Plus simülasyon programı ile hesaplanmış ve enerji tüketimini azaltma yolları araştırılmıştır. Çalışmada bina mahallerindeki referans ısıtma ve soğutma tasarım sıcaklıklarının bina enerji tüketim miktarına olan etkileri irdelenmiştir. Kış ve yaz aylarına ait mahal tasarım şartlarında yapılan değişikliklerin bina enerji sarfiyatları üzerindeki etkisi incelenerek sonuçlar, aylık ve yıllık bazda sunulmuştur. Electricity use in the commercial buildings, accounts for about one-third of the total energy consumption in Turkey and fully air-conditioned office buildings are important commercial electricity end-users. Cooling and heating load calculations partial and at full load conditions are essential in designing the appropriate HVAC system as well as sizing the air conditioning equipment. 1. GİRİŞ Enerji tüketimindeki artış, çevreyi olumsuz yönde etkilemekte doğal dengeleri bozmaktadır. Bunun en önemli nedeni sera etkisidir. Enerji ihtiyacını karşılamada kullanılan fosil yakıtlardan büyük ölçüde CO2 emisyonu gerçekleşmekte, bu da dünya üzerinde sera etkisi yaratmaktadır.Fosil yakıtların enerji kaynağı olarak kullanımı ortalama dünya sıcaklığını son bin yılın en yüksek değerlerine ulaştırmış, yoğun hava kirliliğinin yanı sıra milyarlarca dolar zarara yol açan sel ve fırtına gibi doğal felaketlerin gözle görülür şekilde artmasına neden olmuştur. [1] tükettiği enerji ve bu durumun çevresel etkileri sadece elektrik enerjisi kullanımı ile sınırlı değildir. [2]Isıtma, soğutma ve aydınlatma ihtiyaçları bu binalardaki enerji tüketiminin büyük bir bölümünü kapsamaktadır. Şekil 1’de Avrupa birliği ülkelerinin 2009 yılında sektör esasına göre tükettiği enerji miktarlarının oranları görülmektedir. Binalarda tüketilen enerji miktarının sanayide tüketilen enerji miktarından daha fazla olduğu dikkati çekmektedir. Şekil 2’de dünya genelinde tüketilen enerjinin sektör esasına göre oranları verilmektedir. Burada ticari sektörler kısmı okullar, depolar, restoranlar, oteller, ofis binaları, bankalar gibi konut dışı binaları kapsamaktadır. Dünya enerji tüketimi açısından konut amaçlı kullanılan binalar ile konut dışı binalardaki enerji tüketimi, toplam tüketim içinde %21’lik bir oranı temsil etmekte, dolayısıyla binalarda enerji yönetimi ve verimliliği, enerji tüketiminin azaltılmasında önemli bir yer tutmaktadır. Küresel ısınma ve küresel ısınmanın ana nedeni olan, enerji temini için hidrokarbonların yakılması ile enerji tüketimi çevre korunumu, bina tasarımı, uygulama ve işletimi süreçlerinin kritik belirleyicileri haline gelmiştir. Zira tüketilen enerjinin önemli kısmı, konut ve konut dışı binalarda kullanılmaktadır. Bu binalarda kullanılan enerji tüketimi içinde ise HVAC(Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme) sistemleri çok büyük pay almakta, özellikle konut dışı binalarda iklimlendirme sistemleri tüketilen enerjinin %35’ini, aydınlatma ise %24’ünü kapsamaktadır. Konutlarda ise aydınlatmanın enerji tüketimindeki oranı %12 olurken, HVAC sistemlerinin payı %43’dür. Binaların In the presented paper, the hourly cooling and heating loads and HVAC energy requirements of a non-residential building located in Istanbul is calculated through a dynamic simulation program Energy Plus. Effect of indoor design temperature on monthly and yearly energy consumption is analyzed and the results are presented. Genel olarak binalarda tasarımından itibaren alınacak önlemler enerji kullanımının azaltılmasında önemli rol oynamaktadır. Binanın yönü, bina dış ve iç tasarımı, yeşil çatı uygulamaları, dış kabuk yapısı, pencere sistemleri, kullanım amacı, ısıtma ve soğutma sistemleri gibi enerji tüketimini uzun vadede etkileyecek değişkenler bina tasarım 36 Makale Article TTMD Mart Nisan 2014 aşamasında dikkate alınmalıdır. Bu değişkenlerin dışında doğal havalandırma miktarı, aydınlatma seviyesi, bina otomasyonu, HVAC tasarım değerleri gibi anlık ve uzun vadeli enerji tüketimi üzerinde etkili olacak parametrelerde binanın işletilmesinde dikkate alınması gereken değişkenlerdir. Isıtma ve soğutma sıcaklık değerlerinde konfor şartlarında bir azalma olmadan, ufak sıcaklık farklılıkları özellikle büyük hacimli binalarda önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabilir. Büyük hacimli binalarda otomasyon sistemleri de istenilen sıcaklık değerlerini belli toleranslar içinde yakalayabilmektedir. Binalar 27% Ulaşım 34% Sanayi 24% H izmet 2. BİNANIN YAPISAL ÖZELLİKLERİ Çalışmada simülasyonu yapılan ofis binası, İstanbul Anadolu yakasında inşaatı tamamlanmış , açık ve kapalı otopark alanları, spor alanları, üst katları ise ofis amaçlı olarak kullanılan bir binadır [6]. Bina zemin kat ile birlikte toplam 9 katlı olup, bir spor salonu, bir restoran, bir dükkan, 229 ofis odası, kat holleri ve 3 katlı kapalı otoparktan oluşmaktadır. Binanın toplam net alanı 26.910,65 m2, iklimlendirilen bölümlerin toplam net alanı ise 18.707,08 m2’dir. Ofis binasında toplam iklimlendirilen mahal sayısı 259 olup, binada ayrıca 3 katlı kapalı otopark bulunmaktadır. Otoparkta sadece havalandırma yapılmaktadır[1]. Bina konum itibariyle ayrık ve açık bir alanda bulunmaktadır. Binanın otoparklarının 2 katı toprak altında, üçüncü otopark katı ise kısmen toprak altındadır. Binaya pencere uygulaması cam giydirme şeklinde olup, bina dış yüzeyinin önemli bir kısmını pencereler kaplamaktadır. Zemin kattan itibaren dış opak yüzeylerin alanı, çatı hariç 4.765,4 m2 ve pencere alanları çerçeveler ile birlikte 4.862,74 m2’dir. Binanın inşaatında kullanılan yapı malzemeleri ve bu malzemelerden oluşan yapı elemanları birebir programa tanıtılmıştır. [6,7,8].Tanımlanan Tarım her bir malzeme mevcut kalınlık değerleri ile yapı elemanlarının katmanlarını oluşturmaktadır. 2% Çalışmada malzemeler arasında mevcut olan Şekil 1. : Avrupa için sektöre dayalı enerji tüketim oranları.[3]. yalıtım amaçlı hava boşlukları için 0,16 m2K/W ısıl direnç değeri veri olarak kullanılmış olup, sıva malzemesi dışında tüm saydam olmayan malzemeler güneş ışınımı yutma katsayısı 0,7 sıva malzemesi için ise 0,4 olarak alınmıştır. Konut Ulaşım Sektörü Sektörü 14% 27% Sektörü 13% Ticari 1Sektörler 7% Sanayi Sektörü 52% Şekil 2. : Dünya genelinde sektörlere dayalı enerji tüketim oranları. [4] Bu çalışmada İstanbul Asya yakasında bulunan ve ofis olarak kullanılan bir binanın mahallerine ait referans ısıtma ve soğutma tasarım sıcaklıkları üzerindeki değişikliklerin enerji tüketimine etkisi irdelenmiştir. Hesaplamalar EnergyPlus simülasyon programı kullanılarak yapılmış ve geçmiş yıllardaki meteorolojik verilere dayalı İstanbul’a ait saatlik hava verileri programa veri girdisi olarak alınmıştır. [5]. Pencereler çift camlı olup, camların arasında 12 mm kalınlığında hava tabakası bulunmaktadır. Pencereler mavi ve yansıtıcı özelliği olan camlardan oluşmaktadır. Camlara ait tüm malzeme veri tabanından seçilmiştir. Bu camlar aynı zamanda dış yüzeyde balkonlarda bulunan cam kapıları tanımlamada da kullanılmıştır. Cam kalınlıkları 5 mm ve 6 mm şeklinde olup, 5 mm kalınlığındaki cam dış ortam ile temasta iken, 6 mm kalınlığındaki cam iç ortam ile temastadır. Camlı kapılar için de aynı sıralama geçerlidir. Binanın 1. ve 8. katlarında dışa açılan camlı kapılar bulunmaktadır. Pencereler ve camlı kapılar için kullanılan çerçevelerin toplam ısı geçiş katsayısı malzeme cinsine bağlı olarak 3 W/m2K olarak alınmıştır. Tablo 1’de binada kullanılan cam ve kapı özellikleri verilmektedir. Tanımlanan malzemelerin kullanıldıkları ve binada yer alan yapı elemanları Şekil 3 ve 4’de verilmektedir. 37 Makale Article TTMD Mart Nisan 2014 ve kullanılan yerin amacına göre olan değişimler belli katsayılarla çarpılarak göz önüne alınmıştır. Örneğin öğle saatlerinde ofislerde insan sayısı azalırken, restorandaki insan yoğunluğu artış gösterecektir. Bu çarpım katsayıları tüm analizlerde aynı alınmıştır. İnsanların yaydığı ısı miktarları yaptıkları işe göre değişir. Ofisler için bu değer kişi başına 126 W, spor salonu için 400 W ve insanların hareket halinde oldukları kat holleri için kişi başına 207 W olarak alınmıştır [9]. Bu iç kazanç değerleri de tüm analizlerde sabit tutulmuştur. Pencere ve Kapı Camlarının Özellikleri Cam Yansıtma Oranı 0,05 Cam Geçirme Oranı 0,48 ila 0,57 Cam Yansıtma Oranı 0,06 Cam Yayma Oranı 0,84 Cam Isı İletim Katsayısı (W/mK) 0,9 Tablo 1 Binada kullanılan cam yüzeylerin özellikleri 3. OFİS BİNASININ İŞLETME ŞARTLARI VE TASARIM DEĞERLERİ Programda havalandırma miktarı belirlenirken ASHRAE 62.1 standartlarından faydalanılmıştır [10]. Havalandırma miktarı hem insan sayısına, hem de mahal taban alanına göre hesaplanılmış olup, otoparklar için sadece taban alanları esas alınmıştır. Bina yönetimi tarafından saat 07.00 ile 21.00 arasındaki saatler çalışma saatleri olarak kabul edilmiş ve tüm HVAC sistemleri, aydınlatma, insan yoğunluğu gibi girdiler bu saatler arasında tanımlanmıştır. Simülasyonda da bu veriler esas alınmıştır. Yine Ulusal tatil günleri hariç, binanın çalışma saatleri içinde sürekli işletme halinde olduğu kabul edilmiştir. Yıl içinde 358 gün için binanın ısıl yük hesapları yapılmış ve hesap edilen gün sayısı tüm analizlerde sabit tutulmuştur. Eski yapılarda hava sızıntısı miktarı pencereler, kapılar, girişler ve bina tesisatı nedeniyle daha fazla olmaktadır. Ancak yeni teknolojiler kullanılan günümüz binalarında bu miktar önemli ölçüde azaltılmıştır. Bu tip yeni teknolojilerin kullanıldığı binalar Tablo 3’de verilen düşük hava sızıntılı binalar kısmında değerlendirilebilir. Ofis binası için hava sızıntısı miktarı maksimum 0,2 ACH (mahal hacminde saatlik hava değişim miktarı) olarak belirlenmiştir. Binada muhtelif lokasyonlarda kullanılan elektrikli ve gazlı ekipmanlar, aydınlatma seviyeleri ve insan yoğunluğu değerleri Tablo 2’de verilmektedir Bu değerler anma değerleri olup, günün saatlerine Elektrikli ve Gazlı Cihazlar (Watt) İnsan Yoğunluğu (m2/Kişi) Aydınlatma (W/m2) Buzdolabı Bilgisayar Televizyon Ocak Ofisler 20 11 350 440 80 3000 Holler 20 11 - - - - Restoran 2 11 350 440 80 6900 Spor Salonu 5 11 350 440 80 - Dükkan 20 11 350 440 80 3000 Tablo 2 Bina mahallerinin iç ısı kazanç bilgileri. [1] İç ve Dış Ortam Sıcaklık Farkı (K) Hava Sızıntı Miktarı (ACH) Bina Yüzeyindeki Basınç Farkı (Pa) Düşük Hava Sızıntılı Binalar Tipik Bir Bina Yüksek Hava Sızıntılı Binalar İklim Şartları Rüzgar Hızı (m/s) Ilıman İklim 2 5 0,2 0,07 0,1 0,4 Orta Sert İklim 5 15 1 0,2 0,3 1 Sert İklim 7 25 2 0,3 0,5 1,6 Tablo 3 Farklı hava koşulları altında ABD’de konutlardaki hava sızıntısı miktarları. [11] 38 Makale Article TTMD Mart Nisan 2014 Havalandırma miktarı denklem (1) ile hesaplanmıştır. Bu formülde Rp kişi başına düşen havalandırma miktarını, Ra birim alan başına düşen havalandırma miktarını, Pz mahaldeki insan sayısını, Az mahal taban alanını temsil etmektedir. [10] kaynaklanmaktadır. Görüldüğü gibi orta holler, temiz havaya daha fazla ihtiyaç duyulan spor salonu ve restoran gibi ortamlarda havalandırma miktarları fazla alınmıştır. Rp(m3/s) Kişi Başına Ra(m3/s-m2) Ofisler 0,0025 0,0003 Holler - 0,0003 Orta Holler - 0,0004 Restoran 0,0038 0,0009 Dükkan 0,0025 0,0003 0,01 0,0003 - 0,0075 Vh= (Rp×Pz)+(Ra×Az) Temiz hava, iklimlendirilen bütün alanlar için fan-coil üniteleri tarafından sağlanmakta olup, otoparklarda ise motor verimleri 0,8, fan basıncı değeri 400 Pa olan jet fanları kullanılmıştır. Tablo 5’de mahallerin havalandırma miktarları verilmiştir [10]. Bu çizelgede orta hollerin ayrıca belirtilmesinin sebebi, merdiven ve asansör boşluklarının bu kısımda yer almasından Spor Salonu Otoparklar Tablo 4 Mahallerin havalandırma değerleri D.jıDûja ft* İç Iklım (Trljm Alüminyum KompuLt BnoıLTHUupıric ŞLTI Bewaune 30 6 IMû Cne irs 16 0-Cl9tlinTKQLWlâ 12 'GC, DsvaBösluju S* S» !ntiHCıc. Şam’ım Seramüt ı) Zemin KnTıb«i bl Bins L>i Dırcsn i\ BuuCifli Tipisi b| KK nbwflui 1 5m Sıvı TaıYürû 12 es 11ıvılhıÿugu Sıv öftMi*TwQtooıd; 2S Sıvı m 32 Mrmbrjn Tu# SiPiTim sî Mal Dnıtu di öfıı İç Dıi'nriın rıuflaun Sıı. a “ fludÜMM C) İkna Çrt dj Ptnccrckr Atik [ ] S.vjı Sıvı Sm TuYûsi ri OPK AYneIDuyarlar Şekil 3 Bina iç yapı elamanları. [1] Şjıı a KaniRuBeter.. GjzHaor. 10 GUBCIBB B««ıme 1İ Y.PS 16 c) İL ve ue Kal lİıjCkı vxlir Şekil 4 Bina dış yapı elamanları. [1] U:J Duvar 39 Makale Article TTMD Mart Nisan 2014 Ofis binası yakıt olarak doğalgaz kullanan merkezi sistemle ısıtılıp, merkezi sistemle soğutulacak şekilde tasarlanmıştır. Bütün iklimlendirilen mahallerde 4 borulu fan-coil üniteleri bulunmakta olup, bu sistem binanın referans sistemi olarak tüm analizlerde göz önünde bulundurulacaktır. Tablo 5’daki fan-coil özellikleri referans değerler olarak alınmıştır. Binanın bulunduğu İstanbul iline ait en zorlu hava koşulları verileri Tablo 7’de gösterilmiştir [5]. Bu hava koşulları ısıtma ve soğutma sistemlerinin anma değerlerinin hesaplamasında program tarafından kullanılacaktır. Yıl boyunca binada dış ortam sıcaklığı ile iç tasarım şartlarına ve iç ortam konfor şartlarına bağlı olarak ısıtma, soğutma ve ısıtma/soğutma bir arada olabilmektedir. Buna göre sadece ısıtma yapılan aylar kasım, aralık, ocak, şubat ve mart olarak belirlenirken, sadece soğutma yapılan aylar haziran, temmuz, ağustos olarak belirlenmiştir. Geri kalan 4 ay içinse sistemin hem soğutma, hem ısıtma yapılacak şekilde çalışma şartları tasarlanmıştır. Isıtma ve soğutma dönemlerinde tasarım sıcaklığının farklılığı, havanın nem miktarı ile alakalıdır ve konfor açısından gereklidir. Tablo 8’de merkezi ısıtma ve soğutma sistemi için özellikler verilmektedir ve bu değerler referans hal değerleri olarak alınmıştır. Bu değerler ile ısıtma için kazan çalışma aralığı 82 ºC - 60 ºC, soğutma için su soğutma grubu çalışma aralığı 7,22 ºC 12 ºC olarak belirlenmiştir. Soğutma grubu için girilen etkenlik değeri anma değeri olup, etkenlik değerinin farklı şartlardaki değişimi simülasyonda göz önüne alınmıştır [1] Bu kısma kadar tanımlanan ofis binasına ait yapısal ve mimari özellikler ile tanımlanan HVAC sistemi tüm analizlerde binanın referans hali olarak alınacaktır. Fan-coil Özellikleri Fan Toplam Verimi 0,7 Fan Motor Verimi 0,9 Fan Basıncı (Pa) 75 Isıtma Tasarım Sıcaklığı (ºC) 60 Soğutma Tasarım Sıcaklığı (ºC) 12 Tablo 5 Binada kullanılanFan-coil tasarım özellikleri. Kış Dönemi Yaz Dönemi Kuru Termometre Sıcaklığı (ºC) -2,6 31,1 Yılın Ayı/günü 2/21 8/21 0 7,7 6,2 5,8 0 30 Gün İçi Sıcaklık Değişimi (ºC) Rüzgar Hızı (m/s) Rüzgar Yönü Kuzeyden (º) Tablo 6 En büyük kapasite için iklim verileri. [5] 4. OFİS BİNASI YILLIK ENERJİ ANALİZİ VE TASARIM SICAKLIĞININ ENERJİ SARFİYATINA ETKİSİ Yapılan hesaplamalar EnergyPlus6.0 kullanılarak yapılmıştır. Çalışma kapsamında simülasyon programının beta sürümü kullanılmıştır. EnergyPlus programının yazılımı, Fortran programlama dili kullanılarak hazırlanan BLAST ve DOE-2 simülasyon programlarına dayanmaktadır. Bu iki program bina ısıl yüklerini analiz eden simülasyon programlarıdır. EnergyPlus programı da tıpkı bu iki program gibi enerji analizi ve ısıl yük analizi yapmaktadır. EnergyPlus binaların ısıtma ve soğutma yüklerini hesapladığı gibi, binada kullanılan ekipmanların harcadıkları enerji miktarlarını da hesaplayabilmektedir. [13] Binanın mimari projesinden yararlanılarak tüm bina her bağımsız bölümü programda tanıtılmış, dış kabuk ve iç yapı elemanlarını meydana getiren malzemeler de tariflenerek binanın çatı zemin, ara kat dış kabuk ve pencere ve tüm kapı cinsleri programa tanıtılmış. Binanın Energy plus programındaki üstten ve cepheden görünümleri sırasıyla Şekil 5’de ve 6’da verilmiştir. Ofislerin ve hollerin konumları ile otopark, dükkanların yerleşimi bu şekillerden de görülebilmektedir. Isıtma Grubu Kazan Verimi Soğutma Grubu 0,8 Etkinlik (COP) Tasarım Sıcaklığı (ºC) 82 Tasarım Sıcaklığı (ºC) 7,22 Yakıt Doğal Gaz Yakıt Elektrik Tablo 7 Merkezi ısıtma ve soğutma sistemlerinin özellikleri. 5,5 40 Makale Article I \ \ A / r\rv \ / DFŞLHL -— -nTTT] ı 1 KOL HOL -M ' OFlStER _ TTMD Mart Nisan 2014 1 \ _ hSSaosÿ, OKTA HOL L -J=i— Jr— —/ TM; -JÿjL.OFİ*LKR -. 1 BODRUM KAT OTOPARK SPOR SALONU TAVANI TAVANLARI Şekil 5 Ofis binasının EnergyPlus programında oluşturulması ile elde edilen teknik resmi.[1] km Mil T 11 Ul ılı XP1 t fiili ııi r _[ . İr r .JLflElLJjii!ÿ rillIlLÎ j ] a y oiyyy:|. Şekil 6 Ofis binasının EnergyPlus programında oluşturulması ile elde edilen ön cephe görünümü.[1] Tablo 8’de tasarım şartlarında HVAC sistemi ısıtma, soğutma ve elektrik enerjisi tükemlerinin t ay bazında hesaplanmış değerleri verilmektedir. Burada Qb sıcak su kazanı tarafından çıkış gücü değerini, Qc soğutma grubu enerjisi miktarını ve Welek binadaki aydınlatmanın, HVAC sistemlerinin, tüm cihaz ve yardımcı ekipmanların tükettiği toplam elektrik miktarını temsil etmektedir. Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Qb (W) 131178 145713 90222,6 23646,5 3863,71 - Qc (W) - - - 114404 225214 385260 158932 157400 150035 193585 196561 224975 Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Qb (W) - - 119,296 4046,72 34541,5 85607,9 Qc (W) 491899 498562 343291 172334 - - Welek (W) 240974 239913 226203 202993 161123 166088 Welek (W) Tablo 8 Referans tasarım hal için hesaplanan aylık bina enerji değerleri. 41 Makale Article TTMD Mart Nisan 2014 600000 S 00000 5 c 400000 m m Sim 1 300000 KTi - :r Sim 2 c 200000 LU Sim 3 100000 referans hal 0 /ÿ * y>yy </ /f Aylar Şekil 7 Bina iç mahal tasarım sıcaklıklarının bina HVAC enerji sarfiyatı üzerindeki etkisi Simülasyon1’de sıcaklık tasarım değerleri tüm mahaller için 0,5 ºC, Simülasyon2’de ise sıcaklık tasarım değerleri tüm mahaller için 1 ºC yükler nazarında iyileştirilmiş, bir diğer deyişle ısıtma döneminde sıcaklık tasarım değerleri azaltılırken yaz dönemlerinde arttırılmıştır. Bu durumda yıllık enerji sarfiyatlarının sırasıyla %5,78 ve % 11,3 oranında azaldığı görülmektedir. Simülasyon3’de ise ısıtma döneminde sıcaklık tasarım değeri ortalamada 0,5 ºC arttırılırken soğutma döneminde tasarım sıcaklığı 0,5 ºC aşağı çekilmiştir. Soğutma dönemlerinde daha düşük sıcaklık talebi daha fazla enerji ihtiyacı doğurmuş ve yıllık enerji tüketiminde % 6,09 oranında artış gözlemlenmiştir. Şekil 7 de bina iç tasarım sıcaklık değerinin etkilerinin aylık dağılımları verilmektedir. Şekil 7 de de görüldüğü gibi, Simülasyon2’de tasarım sıcaklığının 1 ºC azaltılması eylül ayındaki ısıtma ihtiyacını neredeyse sıfırlamıştır. Sıcaklık farkındaki her 0,5 ºC’lik farklılığın ısıtma yüklerini önemli ölçüde etkilediği görülmektedir. Isıtma ihtiyacının en fazla olduğu şubat ayında her 0,5 ºC’lik sıcaklık azaltılması kazan yükünü referans hale göre sırasıyla %7,96 ve %15,66 oranında azaltmıştır. Sıcaklık değerindeki 0,5 ºC’lik artış ise kazan yükünü şubat ayı için referans değere göre %8,2 arttırmıştır. Tüm yıl için mahal tasarım sıcaklıklarındaki her 0,5 ºC’lik sıcaklık azalması, referans mahal sıcaklığı şartlarında 1716,32 GJ olan doğalgaz tüketimini sırasıyla %10,37 ve %19,96 oranlarında azaltırken, mahal ısıtma tasarım sıcaklık değerindeki 0,5 ºC’lik artış doğalgaz tüketimini referans değere göre %11,28 oranında arttırmıştır. Ağustos ayında yapılan mahallerin soğutma tasarım sıcaklığındaki 0,5 ºC’lik azalma, soğutma yükünü %3,99 arttırırken, referans şartlarda 235,6 GJ olan soğutma grubu (chiller) elektrik tüketimini %3,6 oranında artmıştır. Yine ağustos ayında soğutma tasarım sıcaklığının her 0,5 ºC arttırılması, soğutma yükünü sırasıyla %3,88 ve %7,71 azaltırken, soğutma grubu (chiller) elektrik tüketimini sırasıyla %3,6 ve %7,11 oranında azaltmıştır. Mahallerin soğutma tasarım sıcaklığının aşağı çekilmesi, çalışılan ortamlarda konfor şartlarının sağlanması için enerji tüketimini arttırmıştır. Tüm yıl boyunca referans mahal sıcaklıkları için, soğutma grubunun elektrik tüketimi 1209,23 GJ olmaktadır. Mahallerde soğutma dönemlerinde tasarım sıcaklığındaki 0,5 ºC’lik azalma soğutma grubunun yıllık elektrik tüketimini referans değere göre %3,6 arttırırken, mahallerin soğutma tasarım sıcaklığının her 0,5 ºC artırılmasısoğutma grubunun yıllık elektrik tüketimini referans değere göre sırasıyla %3,71 ve %7,21 azaltmıştır. Azalan tasarım sıcaklık değerleri nedeniyle, 42 Makale Article mahal iç ortam nem değerlerini dengelemek için su soğutma grubu daha fazla çalışmış ve daha fazla enerji tüketmiştir. [1] Ofis binasında aydınlatma için yıllık elektrik tüketimi 1760,6 GJ ve elektrikle çalışan ofis ekipmanları için yıllık elektrik tüketimi 2291,17 GJ olup, bu değerler diğer tüm simülasyonlar için aynıdır. Sıcaklık değerlerindeki değişimler ısıtma ve soğutma yüklerinin yanı sıra elektrik tüketimini de etkilemektedir. Isıtma dönemlerinde mahal tasarım sıcaklıklarının aşağı çekilmesi ve soğutma döneminde mahal tasarım sıcaklıklarının arttırılması fanlar ve pompalar tarafından tüketilen elektrik miktarını azaltmaktadır. Referans mahal tasarım sıcaklıkları için fan-coil fanları tarafından kullanılan yıllık elektrik miktarı 163,86 GJ ve sirkülasyon pompaları tarafından kullanılan elektrik miktarı 210,29 GJ olmaktadır. [1]Mahal tasarım sıcaklıklarının ısıtma döneminde 0,5 ºC artırılması ve soğutma döneminde 0,5 ºC azaltılması ile fanların ve pompaların yıllık elektrik tüketim miktarları referans duruma göre sırasıyla %5,75 ve %2,2 artmıştır. Isıtma döneminde mahal tasarım sıcaklıklarının 0,5 ºC azaltılması ve soğutma döneminde 0,5 ºC artırılması fan ve pompaların yıllık elektrik tüketim miktarlarını referans duruma göre sırasıyla %6 ve %2,84 oranında azaltmıştır. Isıtma döneminde mahal tasarım sıcaklıklarının 1 ºC azaltılması ve soğutma döneminde 1 ºC artırılması fanların ve pompaların elektrik tüketim miktarlarını referans duruma göre sırasıyla %11,25 ve %5,3 oranında azaltmıştır. 5.SONUÇ Bu çalışmada İstanbul bölgesinde hali hazırda tamamlanmış ve kısmen kullanılan bir ofis binasının, EnergyPlus programı kullanılarak ve İstanbul’a ait saatlik hava verilerinin girdi olarak kullanılması ile analizi yapılmış ve çalışmada mahal tasarım sıcaklıklarındaki değişimlerin yıllık ve aylık enerji miktarlarına olan etkisi incelenmiştir. Çalışmada bina mimari projelerine uygun bir şekilde programa tanıtılıp, HVAC sistemi ve tasarım değerleri seçildikten sonra analizler yapılmıştır. Sürekli kullanılmayan büyük hacimli ofis binaları gibi konut dışı binalarda, ısıtma sistemlerinin çalışma saatleri dışında TTMD Mart Nisan 2014 kapatılması ile ısıtma dönemlerinde bina soğumaya başlamakta ve ısıtma sisteminin devreye gireceği saatlerde gece saatlerindeki hava durumuna bağlı olarak, düşük sıcaklık değerlerine sahip olmaktadır. Mahal sıcaklık değerlerindeki 0,5 ºC gibi düşük sıcaklık farklılıkları, bu tip büyük binalarda enerji tüketimini önemli ölçüde etkilemektedir. Soğutma dönemlerinde ise konfor bölgesi kapsamında kalmak üzere nispeten yüksek mahal tasarım sıcaklıklarının tercih edilmesi, gece serinleyen havaya binadan daha fazla ısı geçişi olmasını sağlayacak ve gün içinde soğutma grubunun (chiller) elektrik tüketiminin azalmasını sağlayacaktır. Özellikle ofis odaları dışında kat holleri, spor salonları ve restoranlar gibi insanların hareketli oldukları ortamlarda, ısıtma döneminde düşük tasarım sıcaklıklarının tercih edilmesi ısıtma yüklerini önemli ölçüde azaltacaktır. Benzer şekilde ofis odaları gibi görece hareketsiz çalışma ortamlarında, soğutma dönemlerinde konfor şartları içinde kalarak daha yüksek soğutma tasarım sıcaklıklarının tercih edilmesi de, elektrik tüketimini ve binanın enerji sarfiyatlarını önemli ölçüde azaltacaktır. KAYNAKLAR [1] ÖZDEMİR G., Konut Dışı Binalarda Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji kaynaklarının Kullanımı, (Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Mart 2013. [2] Url-1 <http://www.alarkocarrier.com.tr/AC_ icerik.asp?IDH=AC55&ID=1159&VT=haber>, alındığı tarih: 04.12.2012. [3] Url-2 <http://ec.europa.eu/energy/ observatory/countries/doc/key_figures.pdf>, alındığı tarih: 02.12.2012. [4] U.S. Energy Information Administration (EIA). (2011), International Energy Outlook. adres: http://www.eia.gov/forecasts/ieo/ pdf/0484(2011).pdf [5] Url-3 < http://apps1.eere.energy.gov/ buildings/EnergyPlus/cfm/weather_data3. cfm/region=6_europe_wmo_region_6 /country=TUR/cname=Turkey>, alındığı tarih:11.11.2011. [6] ÖZBEK G., (2011). Kişisel görüşme. [7] TS-825 (2008). Binalarda ısı yalıtım kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. [8] GENCELI O. F., Çözümlü ısı iletimi problemleri, İTÜ Makine Fakültesi, Birsen 43 TTMD Mart Nisan 2014 Yayınevi, İstanbul, 2000. [9]EnergyPlus,(2010) EnergyPlusEnergySimulation Software InputOutputReferance, U.S. Department of Energy, Washington, USA, October 12. [10]ASHRAE Standart 62.1,(2004). Ventilation for acceptable indoor air quality, American Society of Heating, Ventilation and Air Conditioning Engineers, Atlanta, GA. [11]SHERMAN M. H., (1980). “Air Infiltration in Buildings”, PhDThesis, University of California Berkeley, CA. Alındığı tarih: 09.12.2012, adres: http://www.escholarship.org/uc/ item/728935jb [12]ASHRAE, (2007). ASHRAE Handbook – HVAC Applications, Atlanta, GA. [13]EnergyPlus, (2010). Energy Plus Energy Simulation Software Getting Started with Energy Plus, U.S. Department of Energy, Washington, USA, October 12. [14] Url-4<http://apps1.eere.energy.gov/ buildings/energyplus/weatherdata_sources. cfm>, alındığı tarih: 02.12.2012. [15] Url-5<http://apps1.eere.energy.gov/ buildings/energyplus/weatherdata_about. cfm>, alındığı tarih: 02.12.2012. ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. Nurdil ESKİN Boğaziçi Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümünden önce lisans, daha sonra Y.Lisans diplomalarını alarak 1981 yılında Yüksek Makina Mühendisi olarak mezun olmuştur. 1982-1990 yılları arasında önce Parsons-Brinkerhoff TSB şirketinde İstanbul Metro ve Tüp Geçit Projesi’nde makina mühendisi olarak çalışmış, daha sonra farklı firmalarda özellikle metro ve raylı taşıma sistemlerinde havalandırma, iklimlendirme, drenaj ve yangın güvenliği konularında mühendis ve proje müdürü olarak görev almıştır. 1990 yılında İ.T.Ü. Makina Mühendisliği programında “Akışkan Yataklı Kömür Yakıcısı Modeli ve İkinci Kanun Analizi” başlıklı tezi ile Doktora, 1997 yılında Doçent, 2004 yılında Profesör ünvanını almıştır. İ.T.Ü. Makina Fakültesinde bölüm başkan yardımcılığı, Yüksek lisans ve Doktora programları Koordinatörlükleri gibi çeşitli idari Makale Article kademelerde görev almış, 2008-2011 yılları arasında Akademik işlerden sorumlu Dekan Yardımcılığı görevini yürütmüştür. TÜYAK Vakfı kurucu üyesi ve yönetim kurulu üyesi de olan Prof.Dr. Eskin’in İki-Fazlı Akışlar, HVAC, Yangın Güvenliği, Isı Tekniği Uygulamaları, Akışkan Yataklı Kazanlar, Binalarda Enerji Verimliliği, Yoğuşma Modelleri ve Analizleri konularında yazılmış ve yayınlanmış kitap, kitap bölümleri, bilimsel rapor, ulusal ve uluslararası makale ve bildiriler olmak üzere toplam 110 adet yayını, “A Cooling Device and a PhaseSeparatorUtilizedTherein” isimli buluş ile Yaratıcı (Inventor) ve Kullanıcı (Applicant) olarak dünya patenti vardır. Prof.Dr. Nurdil ESKİN halen İ.T.Ü. Makina Fakültesinde Profesör olarak görev yapmaktadır. Günay ÖZDEMİR 1987 yılında İstanbul’da doğdu. 2003 yılında Pendik Lisesi’nden, 2007 yılında Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünden mezun oldu. 2013 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Isı Akışkan Yüksek Lisans Programını bitirdi. 2007’den beri Makine Mühendisleri Odası Üyesidir. 2007-2013 arası özel sektörün çeşitli alanlarında çalıştı. 2014 yılı itibariyle Trakya Üniversitesinde Araştırma Görevlisi olarak çalışmaya başladı ve bu görevine hala devam etmektedir.